高二物理电磁波及其应用

4.3《电磁波的 发射和接收》
教学目标
知识与能力： 知识与能力： • 1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调 频、调谐、解调的含义。 • 2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收 过程。 • 3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。 • 4、了解通信技术的发展对人类文明的促进作用。 • 教学重点： 教学重点： • 有效地辐射电磁波的条件；电磁波发射方式 ；无线电 波的接过程 • 教学难点： 渐减小
不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性
３、无线电波
范围：波长大于1mm，频率小于3GHz 应用：广播、电视、天体物理研究，微波炉 中的微波也是无线电波
4、红外线
范围：波长比无线电波短，比可见光长 特点：红外线具有热效应，任何物体都能辐射 红外线，温度越高，红外辐射越强） 应用：①红外线遥感②遥控③红外线加热
二、无线电波的接收 调谐： 1、调谐：从众多的电磁波中选出所 要的电台的技术叫做调谐。 要的电台的技术叫做调谐。 2、解调：从接收的载波中将声音、 解调：从接收的载波中将声音、 图象等信息“ 出来叫做解调 图象等信息“取”出来叫做解调。
三、电视 摄像机、摄像管，扫描， 摄像机、摄像管，扫描， 扫描一帧要0.04s 1s内送25帧 0.04s， 内送25 扫描一帧要0.04s，1s内送25帧 图象。 图象。 除了图象信号外，还有伴音信号。 除了图象信号外，还有伴音信号。
5、可见光
波长范围：400nm-700nm 包含七种颜色的色光：红、橙、黄、绿、蓝、 聢、紫 作用：引起人眼视觉
6、紫外线
波长范围：5nm-400nm 特征：具有较大的能量 应用：①杀菌②促进钙的吸收③防伪（例：验钞 机） 危害 ：过量的紫外线照射会伤害眼睛和皮肤
7、x射线和γ射线
范围：波长比紫外线更短 x射线应用：①检查人体内部器官②金属探伤 ③安检） γ射线应用：①杀死癌细胞②金属探伤
四、太阳辐射
1.太阳辐射中包含无线电波、红外线、可见 光、紫外线、x射线、γ射线 2.能量集中在可见光、红外线、紫外线三个 区域 3.波长在黄绿光的辐射能量最强 ,人眼对黄绿 光感受最强
五、巩固练习
D 1．关于电磁场理论，以下说法正确的是：( ) A．在电场周围一定会产生磁场 B B．任何变化的电场周围空间一定会产生变化 的磁场 C．均匀变化的电场会产生变化的磁场 D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁 场
高中物理新人教版 选修１-１系列课件
第四章 《电磁波及其应用》
4.1《电磁波的发现》
教学目标
知识与能力： 知识与能力： • 1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产 生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相 互联系形成同一的电磁场。 • 了解电磁场在空间传播形成电磁波。 • 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的 贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 • 教学重点： 教学重点： • 理解麦克斯韦电磁场理论；电磁场在空间传播形成电磁波 • 教学难点： 教学难点： • 电磁场在空间传播形成电磁波
一、无线电波的发射
• 6、调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。 调频波：高频载波的振频率随信号而改变叫调频波。 振频率随信号而改变叫调频波 调频波优点： 调频波优点： 优点 振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。 振幅不变，抗干扰能力强，失真较小。 缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。 缺点：接收机结构复杂，服务半径比较小。
例与练 • 3、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不 按照麦克斯韦的电磁场理论， 正确的是（ 正确的是（ ） • A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场 • B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场 • C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场 • D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场
振荡磁场（电场）产生同频 振荡磁场（电场）产生同频 磁场 率的振荡电场（磁场） 电场 率的振荡电场（磁场）
4.2《电磁波谱》
教学目标
• 知识与能力： 知识与能力： • 1、掌握波长、频率和波速的关系。知道电磁波在真空中 的传播速度跟光速相同，即c=3×108ｍ/ｓ。 • 2、了解电磁波谱是有无线电波、红外线、可见光、紫外 线、x射线、γ射线组成的，能够知道它们各自的特点与主 要应用。 • 3、了解电磁波具有能量。了解太阳辐射大部分能量集中 的波长范围。 • 4、了解寻找地外文明的主要历史和当前的进展，激发学 生探索地外未知生命的热情，增加求知欲。 • 教学重点：波长、频率和波速的关系。各波段的特点与主 教学重点： 要应用。 • 教学重点：各波段的特点与主要应用。 教学重点：
三、电磁波的能量
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通 过实验证实了电磁波的存在，这说明电磁波 是一种客观存在的物质 例：我们可以利用微波对食物进行加热，光 是一种电磁波，太阳光照射到我们身上，我 们感觉到身体热起来，我们的收音机能够受 到广播电台的声音，那是因为电台发射的电 磁波在收音机的天线里感应出了电流。这种 种现象说明电磁波具有能量
一、波长、频率和波速
1.波长:相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离 (单位:m) 2.频率:在1s内传播完整波长的个数 3.波速:用来描述波传播快慢的物理量 三者关系:波速=波长 频率 λ 或 c = 即: c = λ f
T
二、电磁波谱
1.概念:按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们 排列 成谱 频率逐渐增大
例与练 • 2、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正 按照麦克斯韦的电磁场理论， 确的是（ 确的是（ ） • A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 • B、变化的磁场在周围产生变化的电场 • C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 • D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
均匀变化的磁场（电场）产 均匀变化的磁场（电场） 的磁场 生恒定的电场（磁场） 恒定的电场（磁场） 的电场
2、电磁波
（1）麦克斯韦预言电磁波的存在： 麦克斯韦预言电磁波的存在： 电磁波的存在 振荡电场和振荡磁场交替产生， 振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及 电场和振荡磁场交替产生 远地传播，形成电磁波。 远地传播，形成电磁波。
2、电磁波
（1）麦克斯韦预言电磁波的存在： 麦克斯韦预言电磁波的存在： 电磁波的存在 振荡电场和振荡磁场交替产生， 振荡电场和振荡磁场交替产生，由近及 电场和振荡磁场交替产生 远地传播，形成电磁波。 远地传播，形成电磁波。
１、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场 的磁场产生稳定 ①均匀变化的磁场产生稳定的电场 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E
O
t
O
t
１、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场 磁场产生振荡 ②振荡磁场产生振荡电场 振荡磁场产生振荡电场 B 振荡磁场 振荡磁场 O t O E
振荡电场 振荡电场
2、电磁波
（2）赫兹用实验证实电磁波的存在： 赫兹用实验证实电磁波的存在： 电磁波的存在
令人振奋的电火花
2、电磁波
（3）电磁波可以在真空中传播。 电磁波可以在真空中传播。 真空中传播 传播速度为： =3× 传播速度为： c=3×10 8m/s =3 （4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、 反射 多普勒效应和偏振现象。 多普勒效应和偏振现象。 现象 （5）电磁波有能量。 电磁波有能量。 能量
例与练 • 4、关于电磁波，下列说法中正确的是 （ 关于电磁波， ） • A、均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发， 均匀变化的电场和均匀变化的磁场互相激发， 由产生处向远处传播形成电磁波 • B、振荡电场和振荡磁场互相激发，由产生处向 振荡电场和振荡磁场互相激发， 电磁波是横波 电磁波是横波 远处传播形成电磁波 • C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直， 电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂直， 且与传播方向互相垂直 • D、电磁波能够发生反射、干涉、衍射、偏振现 电磁波能够发生反射、干涉、衍射、 象
2. 以下有关在真空中传播的电磁波的说法正 确的是 B ) ( A．频率越大，传播的速度越大 B．频率不同，传播的速度相同 C．频率越大，其波长越大 D．频率不同, 传播速度也不同
B 3．关于电磁波的下列说法，不正确的是（ ） A.电磁波可以在真空中传播 B. 电磁波不能在空气中传播 C. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的 存在 D. 赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
振荡磁场 振荡磁场
t
正弦曲线
B与 E 频率相同
例与练 • 1、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正 按照麦克斯韦的电磁场理论， 确的是（ 确的是（ ） • A、磁场在周围一定产生电场 • B、电场在周围一定产生磁场 • C、变化的磁场在周围产生电场 • D、变化的电场在周围产生磁场
变化的磁场（电场） 变化的磁场（电场） 的磁场 产生电场（磁场） 产生电场（磁场）
t
正弦曲线
E与B 频率相同
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场 的电场产生稳定 ①均匀变化的电场产生稳定的磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场
E B
O
t
O
t
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场 电场产生振荡 ②振荡电场产生振荡磁场 振荡电场产生振荡磁场 E 振荡电场 振荡电场 O t O B
四、移动通信 每个移动电话都是一个电磁波发射器 电磁波发射器， 每个移动电话都是一个电磁波发射器，它通过电 磁波把你讲话的信息发射到空中， 磁波把你讲话的信息发射到空中，同时它又是一个电 磁波接收器，在空中捕获电磁波， 磁波接收器，在空中捕获电磁波，使你得到对方讲话 的信息。 的信息。 手持移动电话的体积很小，发射功率不大。 手持移动电话的体积很小，发射功率不大。它的 天线也很简单，灵敏度不高。因此， 天线也很简单，灵敏度不高。因此，手机通话时要靠 强大的固定无线电台转接 这种固定的无线电台叫做 固定无线电台转接。 强大的固定无线电台转接。这种固定的无线电台叫做 基站。城市高大建筑物上、农村有的山头上， 基站。城市高大建筑物上、农村有的山头上，常常可 以看到移动通信基站的天线。 以看到移动通信基站的天线。